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拆解KACO的Powador光伏逆变器

时间:2019-03-19 阅读:
使用无变压器、三相Powador 12.0 TL3至20.0 TL3逆变器,可以在小型、高效率的单元中极其灵活地设计高达数百千瓦的太阳能光伏系统。这些逆变器使用两个独立的MPP跟踪器,可以处理对称和非对称负载,以实现最佳调整。鉴于不断增长的住宅光伏市场,我们认为值得看看Kaco是如何优化其无变压器Powador逆变器的。

KACO的Powador光伏逆变器:无变压器、三相逆变器Powador 12.0 TL3至20.0 TL3。

使用无变压器、三相Powador 12.0 TL3至20.0 TL3逆变器,可以在小型、高效率的单元中极其灵活地设计高达数百千瓦的太阳能光伏系统。这些逆变器使用两个独立的MPP跟踪器,可以处理对称和非对称负载,以实现最佳调整。鉴于不断增长的住宅光伏市场,我们认为值得看看Kaco是如何优化其无变压器Powador逆变器的。

其逆变器采用无变压器拓扑结构,以减小尺寸和重量。变频器采用集成芯片替换了变压器提供的隔离,以满足安全法规IEC62109标准。 KACO的Powador Model 14.0 TL3是一款真正的三相光伏逆变器,具有12.5 kVA的正弦120度相移交流输出。 14.0 TL3非常灵活、具有极明显的分布式特征,非常适合高达14kW的中型商用光伏发电系统。逆变器具有两个独立的最大功率点跟踪器(MPPT),可以满足复杂设计的所有典型要求—— 例如东/西朝向屋顶的完整配置。
只要输出低于250 V,逆变器就切换到电网。运行时,即便输出低至200 V,它们仍然会向电网馈送电能——以使全年可获得最高的光伏产出。这些逆变器配有数据记录器和Web服务器来监控系统、显示器用于显示操作数据、USB端口用于更新或读取日志数据。

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拆解:型号:Powador 14.0 TL3

特征

- 效率高达98.0%

- 2个MPP跟踪器,对称或不对称负载、宽MPP范围

- 预配置的国家/地区设置

- 紧凑设计

- 通过光伏连接器进行DC连接

- 多语言菜单、图形显示

- 带有Web服务器的数据记录器

- 使用显示屏快速启动可节省时间并降低成本

外观和外壳

- 尺寸690 x 420 x 200mm、重量40kg

- 防护等级IP65,工作环境温度为-25°C至60°C

- 铸铝箱体

主控制器板

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- PWM电机控制:TI (德州仪器)TMS320F28035PNS Piccolo微控制器。高效率的60MHz、 32位CPU、带适用于ePWM和高分辨率PWM(HRPWM)的增强型控制外设。

- 数字信号处理:TI TMS320F28335ZJZA Delfino数字信号控制器。高性能150MHz、 32位浮点CPU,用于高级闭环控制。

- 隔离:

o 博通(Avago Technologies/安华高科技)HCPL-2531(2个)1Mb/s、5kV双通道数字光耦。UL认可——3750 Vrms @1分钟。

- 通信:恩智浦(NXP)兼容ISO 11898标准的TJA1040 1Mbps CAN收发器。差分接收器具有高共模范围,可用于电磁抗扰(EMI)。不加电时,收发器脱离总线(零负载)。

- 线驱动器:TI 74ACT16244 16位缓冲器,可提高三态存储器地址驱动器、时钟驱动器和面向总线的接收器和发送器的性能和密度。在125°C时具有500mA的典型闩锁抗扰度。

电力电子板

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- 升压器和逆变器:

o Vincotech的V23990-P629-L99-PM型NPT IGBT为其flowBOOST 0 dual系列的1200V/40A规格模块,用于升压拓扑结构,其flow0模块封装带SiC二极管。其开尔文(Kelvin)发射极可提高开关性能。

o Vincotech 的10-F006NPA070FP-P969F09(3相逆变器共用3个)型NPT IGBT为其flowNPC 0 parallel系列的1200V/75A规格模块,用于3级NPC拓扑,其flow0模块封装带二极管。其开尔文发射极可提高开关性能。带中性点钳位拓扑(I-Type)和并联开关。

- 栅极驱动器:博通(Avago Technologies/安华高科技)的ACPL-332J(12个用于3相逆变器;2个用于升压级)。该2.5A输出电流IGBT栅极驱动光耦集成了(VCE)去饱和检测、故障状态反馈和有源米勒(Miller)钳位。

- 电流传感器:莱姆(LEM)的CAS 15-NP(3个用于三相逆变器;2个用于升压级)15A单通道磁通门、闭环双向电流传感器模块。精度为0.8%。工作温度为-40°C至85°C。灵敏度为41.67mV /A.

- 漏电流传感器:VAC的N4646-X950 300mA AC/DC差分电流传感器,用于监控整个系统对地的漏电流。带自我监控和测试功能。测量精度1.5%。

- 负载继电器:松下(Panasonic)ALFG2PF12(共用8个 )1Form A封装22A/33A功率继电器用于电网电能的安全切断。它具有高绝缘阻抗。触点和线圈之间的最小爬电距离为9.5mm;触点和线圈之间的最小间隙为8mm。

- 直流母线大容量电容:爱普科斯(EPCOS)B43504-S5567-M2(12个),为500V/560μF电解电容器。带充电/放电极性保护。 铝外壳,采用PET的完全绝缘。 通过底座上的安全通风口进行过载保护。 


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- 框图

用户接口和通信板

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- 用户接口控制器:恩智浦LPC2468FET208单芯片16位/ 32位微控制器,带512kB闪存、以太网、CAN、ISP/IAP、USB 2.0设备/主机/OTG接口。

- 存储器

o ISSI(Integrated Silicon Solution Inc)IS42S16800F-7TLI 128Mb SDRAM。完全同步;所有信号都以正时钟沿为参考。

o 赛普拉斯(Spansion)S34ML01G100TFI000 1Gbit SLC NAND闪存。工作温度为-40°C至85°C。

- 以太网通讯:微芯(Microchip)KSZ8001LI 100Mbps以太网控制器。采用1.8V CMOS设计、功耗250mW。完全符合IEEE 802.3u标准。

- 线驱动:TI SN74ABT541B八路缓冲器和线驱动器。最先进的EPIC-IIB™BiCMOS设计显着降低了功耗。其典型VOLP(输出地弹)<1V@VCC = 5 V、TA = 25°C。上电和断电期间高阻态。

适用于任何安装的解决方案

KACO的Powador系列具有多种配置,适用于并网和脱网的小型到大型安装。如果该拆解中分析的14.0 TL3型号不是某个特定应用的理想方案,那么对任何项目,设计师也几乎可以肯定在Powador系列中找到一款可完美匹配其要求的型号。

总之,在设计光伏系统时,这些逆变器可为你提供极大的灵活性。它们使用两个独立的MPP跟踪器,可以处理对称和完全不对称的负载,以实现最佳调整。我们希望本文的分析对你有用。如果有任何意见或问题,请发送电子邮件至esd.news46@gmail.com。

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